La carrera por abandonar el coche de baterías y usar hidrógeno

Tanto la Comisión Europea como el gobierno chino han puesto en marcha ambiciosos planes para abaratar el coste de producción del hidrógeno ‘verde’ en las próximas décadas. Esta forma de energía es muy prometedora por su eficiencia y por sus nulas emisiones y puede ser la solución al problema de la escasez de materiales que atenaza al coche de baterías de litio.

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El hidrógeno es el elemento más abundante del universo y la Agencia Internacional de la Energía dice de él que es un "portador de energía versátil". Sus aplicaciones son muchas. En la actualidad se utiliza fundamentalmente para producir fertilizantes, procesar alimentos, refinar petróleo o tratar metales. También se usa, aunque mucho menos, para alimentar coches y otros medios de transporte. En la actualidad sus métodos de extracción generan muchos gases de efecto invernadero, pero si se utilizan fuentes renovables para producirlo podría convertirse en la forma de energía ideal para propulsar los aviones, los trenes o los coches eléctricos del futuro.

El enorme coste del hidrógeno ‘verde’

El problema es que el hidrógeno no se encuentra habitualmente en su forma pura y está mezclado con otros elementos en moléculas como la del agua. En la actualidad se usan varios métodos para extraerlo, pero éstos son bastante caros y la mayoría usa combustibles fósiles en el proceso.

Uno de los medios más habituales y baratos de producirlo es el reformado con vapor, que utiliza gas natural. También se emplea la gasificación del carbón, la pirólisis de metano o la electrólisis. Este último método usa una corriente eléctrica para dividir el agua en oxígeno e hidrógeno. Si la electricidad que se usa en la electrólisis proviene de una fuente renovable, el hidrógeno lleva el apellido de 'verde', en contraposición al ‘gris’, al ‘azul’, al ‘marrón’ o al 'negro' que utilizan otros procesos de producción que sí generan emisiones.

Según un informe del Departamento de Energía estadounidense, producir hidrógeno mediante el reformado de vapor cuesta 2,08 dólares el kilo y si se usa la gasificación del carbón ese coste baja a 1,34 dólares el kilo. La electrólisis, sin embargo, es muchísimo más cara: 5,96 dólares el kilo si se emplea energía eólica y hasta 13 dólares el kilo si se extrae mediante energía solar.

El plan de Europa

Europa quiere lograr alcanzar las cero emisiones de aquí a 2050. La Comisión Europea ha dicho que el hidrógeno será esencial para apoyar ese compromiso y quiere instalar en el viejo continente 40 gigavatios de electrolizadores de hidrógeno ‘verde’ para 2030.

“El hidrógeno es objeto de una atención renovada y rápidamente creciente en Europa y en todo el mundo. El hidrógeno puede utilizarse como materia prima, combustible o vector energético y almacenamiento de energía, y tiene muchas aplicaciones posibles en los sectores de la industria, el transporte, la electricidad y la construcción. Lo que es más importante, no emite CO₂ ni casi ninguna contaminación atmosférica cuando se utiliza”, asegura el informe de la Comisión.

Las empresas de nuestro continente ya se están moviendo para conseguirlo. El pasado jueves Siemens Energy y Air Liquide anunciaron la ratificación de su plan para unirse e instalar en Berlín una planta de producción de módulos de electrólisis para producir hidrógeno. Esta planta comenzará a funcionar en 2023 y se estima que alcance los tres gigavatios anuales en 2025.

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Pero no son las únicas. A finales del año pasado, Iberdrola y H2 Green Steel anunciaron un acuerdo similar. Su plan es crear una planta de electrólisis para producir hidrógeno ‘verde’ con una capacidad de un gigavatio al año.

El plan de China

China se ha dado una década más que nosotros para lograr la neutralidad del carbono, su fecha límite está marcada para 2060. Igual que Europa, el gobierno chino está convencido que una de las herramientas más eficientes para conseguirlo será el hidrógeno. En el 14º Plan Quinquenal de China, que abarca los planes del país asiático hasta 2025, el hidrógeno se consideró uno de los seis sectores más importantes para el futuro.

Como apunta The Autoplan, China produjo el año pasado 33 millones de toneladas de hidrógeno, lo que le convierte en el mayor productor del mundo. De esa cantidad solo entre el uno y el dos por ciento se produce a partir de electrólisis ‘verde’. La Alianza del Hidrógeno de China (CHA) calcula que la producción de hidrógeno en China alcanzará los 43 millones de toneladas en 2030, y que la demanda de hidrógeno llegará a los 60 millones de toneladas en 2050.

China quiere que 2025 sea el año del hidrógeno. Para esa fecha quiere tener un "sistema de desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno relativamente completo". Quiere producir entre 100.000 y 200.000 toneladas de hidrógeno 'verde'. Y quiere tener en circulación unos 50.000 vehículos alimentados con hidrógeno.

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Las empresas chinas también se están empezando a subir al carro. Además de las pequeñas compañías que están surgiendo en los últimos años dedicadas a la producción y distribución de hidrógeno, hay otras grandes empresas estatales que están apostando fuertemente por este tipo de energía. Entre ellas está la Corporación Nacional de Petróleo de China o Sinopec, una de las mayores empresas energéticas del país, que ha anunciado que quiere pasar de las 100 estaciones de recarga de hidrógeno que tenía en 2021 a 1.000 en 2025.

Un sustituto para los coches de baterías

La gran mayoría de los fabricantes de coches ya están produciendo modelos eléctricos alimentados por enormes paquetes de baterías de litio. El litio es un material escaso, de hecho un reciente estudio advierte que de seguir con el ritmo de producción actual, este material se acabará en 2040 y no se podrá seguir reciclando más allá de 2100.

Otro factor a tener en cuenta es su corta vida. Las baterías de litio deben ser reemplazadas cada cinco o siete años. Además todavía no hemos encontrado un sistema eficiente de reciclaje que evite su huella medioambiental. A este impacto hay que sumar el que ya existe por los métodos de producción de electricidad actuales —que en muchos casos necesitan de combustibles fósiles— y a la contaminación que genera construir el propio coche eléctrico.

Los coches de hidrógeno funcionan de dos maneras: con baterías de hidrógeno —que como las de litio alimentan un motor eléctrico que impulsa las ruedas— o con motores de combustión interna de hidrógeno. Al usar hidrógeno, estos motores no producen CO₂, pero sí emiten óxido de nitrógeno. Si las baterías de hidrógeno se hacen con electrólisis 'verde’, los coches no emiten gases de efecto invernadero a la atmósfera. Además, a diferencia de los de baterías de litio, se cargan rápidamente y no tienen los mismos problemas de autonomía.

Tenemos dos opciones: o encontramos nuevos materiales más eficientes y sostenibles para las baterías de los coches (y otros medios de transporte) o buscamos otros combustibles alternativos que sean eficientes y no generen emisiones. Dentro de las alternativas que tenemos ahora mismo, el hidrógeno 'verde' es una de las propuestas más prometedoras que ya se está empezando a hacer realidad.